在前面我們已經(jīng)講了很多關(guān)于球磨機,球磨機襯板,球磨機鋼球的相關(guān)知識,今天,豫暉專家將通過對大型球磨機的噪聲危害分析,防止噪聲的應(yīng)用方法對比,以針對性地剖析球磨機噪聲的特性、噪聲的治理設(shè)計以及對治理效果進行測試評價!下面是詳細介紹!
球磨機是機械工廠、化工廠、水泥廠、火力發(fā)電廠等常用的設(shè)備之一,其噪聲高達115~120分貝(A),既給操作者帶來噪聲危害,又嚴重污染環(huán)境。降低球磨機噪聲是國內(nèi)外噪聲與振動控制行業(yè)重點研究的課題之一。
以往,不少單位采用隔聲罩控制法——將球磨機罩于鋼結(jié)構(gòu)拼裝的隔聲罩內(nèi),大修球磨機時,將隔聲罩拆除,大修結(jié)束后再拼裝起來;有的采用耐熱襯瓦控制法——將球磨機筒體內(nèi)的錳鋼襯瓦更換為一定彈性的BP材料耐熱襯瓦,降低球磨機沖擊性噪聲;有的采用封閉型隔聲室法——將球磨機置于土建結(jié)構(gòu)隔聲室內(nèi),減少球磨機噪聲外泄;也有的采用簡易筒體包扎法——在球磨機筒體外包扎一些吸聲保溫材料,降低筒體輻射的噪聲。以上幾種方法都有一定效果,但都存在一些問題,主要是檢修不便,降噪量較低,也不太安全。
近年來,中國船舶工業(yè)總公司第九設(shè)計研究院與上海柘林環(huán)保設(shè)備廠合作,對目前國內(nèi)使用較多的DTM350/600/320/580/290/470等大型球磨機的降噪技術(shù)進行了研究,取得了較大進展。經(jīng)過多方案比較及反復(fù)實踐,研究開發(fā)了一種新型控制球磨機噪聲的方法——隔聲套法,并已在在多地球磨機廠安裝使用。
采用阻尼隔聲套等方法控制大型球磨機噪聲,是一種新穎有效的方法,通過緊箍于筒體上的多層復(fù)合材料的隔聲吸聲阻尼作用,使球磨機噪聲降低了15~20分貝(A),使用維修十分方便。
1、 球磨機噪聲特性分析
球磨機主要由筒體、電機、齒輪傳動裝置等組成,電機通過齒輪傳動裝置帶動筒體旋轉(zhuǎn)時,靠離心力和襯瓦的磨擦力作用,將筒體內(nèi)的鋼球和物料(如煤塊等)帶到一定高度,然后在自身重力作用下沿拋物線方向落下,物料則在鋼球與襯瓦之間的撞擊和研作用下被逐漸粉碎,達到了將物料磨成粉末的目的。球磨機噪聲主要來自三個方面,一是筒體轉(zhuǎn)動時鋼球與鋼球、鋼球與筒體、鋼球與物料等相互撞擊而產(chǎn)生的機械性噪聲;二是齒輪傳動部分產(chǎn)生的機械嚙合噪聲;三是電機產(chǎn)生的電磁噪聲和排風噪聲。
以DTM300580型球磨機為例,其筒體有效直徑為3000毫米,筒體有效長度為5800毫米,筒體轉(zhuǎn)速為19。34轉(zhuǎn)分,筒體有效容積為31。04m3,較大裝球量為50噸。未治理前,實測DTM300580型球磨機負載噪聲為117分貝(A),其頻譜特性列于表1。球磨機系寬頻帶噪聲,峰值頻率為1000~2000赫,聲級均在114分貝以上。實測電機和傳動部分噪聲為92分貝(A)左右。
為了研究球磨機筒體部分噪聲特性,將球磨機內(nèi)鋼球倒出,讓球磨機在無鋼球、無負載的情況下運行,實測此時的筒體噪聲為88分貝(A),齒輪傳動的噪聲也為88分貝(A),其頻譜特性也列于表1。由表1可知,球磨噪聲主要是筒體噪聲,而筒體噪聲又主要是由鋼球沖擊產(chǎn)生的,鋼球沖擊筒體產(chǎn)生的噪聲級比其它噪聲級要高出25分貝(A)。有鋼球沖擊時500~2000赫的聲級均在110分貝以上,無鋼球沖擊時500~2000赫的聲級均在84分貝以上,兩者相差均在26分貝以上,因此,要降低球磨機噪聲,首先必須降低鋼球沖擊筒體而產(chǎn)生的撞擊性噪聲。
撞擊性噪聲的降低量△L可用(1)式進行估算 :△ L =40Lg(f/f0) dB f0=500√(R/g1 ) R=E/D
式中 f—振動頻率(Hz); f0—固有振動頻率(Hz); R—彈性層硬度; g1—彈性層上面的浮筑結(jié)構(gòu)的重量(Nm2); E—彈性材料的動態(tài)彈性模量(Nm2); D—彈性層的厚度(cm)。
應(yīng)使振動頻率f>3f0。根據(jù)上述理論分析。結(jié)合球磨機運轉(zhuǎn)參數(shù)要求。有針對性和選擇性地采取了如下降噪措施。
2、 噪聲治理設(shè)計
隔聲套設(shè)計。利用多層耐熱高阻尼復(fù)合材料。將球磨機筒體緊緊地卡箍起來。與筒體一道旋轉(zhuǎn)。使筒體運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的沖擊性噪聲經(jīng)阻尼材料的內(nèi)耗衰減和吸聲材料、隔聲材料的吸隔作用。從而達到降噪的目的。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
2.1 隔聲套結(jié)構(gòu)與作用
由圖1可知。球磨機阻尼隔聲套及原筒體共有十二層材料復(fù)合而成。由內(nèi)向外。各層的結(jié)構(gòu)與作用如下:
(1)筒體內(nèi)原有錳鋼板襯瓦、鋼球、物料相互撞擊。將大塊物料磨成粉末;(2)筒體原有鋼板外殼。支撐錳鋼板、鋼球和物料;(3)筒體外部刷耐溫阻尼漆。減少原筒體表面輻射噪聲;(4)在筒體阻尼漆上面貼兩層玻璃絲布。起隔熱作用;(5)耐熱橡膠板一層。開槽。起隔振和阻尼作用;(6)穿孔鋼板(穿孔率20%)起護面和透聲作用;(7)玻璃絲布或塑料薄膜。防水和阻止纖維材料散落;(8)玻璃纖維板材料。起吸聲作用;(9)玻璃絲布或塑料薄膜。將吸聲材料包起來;(10)鋼板外殼內(nèi)側(cè)涂阻尼漆。提高鋼板外殼隔聲作用;(11)鋼板外殼。起隔聲作用;(12)鋼板外殼表面油漆。起防銹和裝飾作用。
隔聲套的總厚度為100~120毫米。
2.2 隔聲套板塊
由于球磨機筒體尺寸較大。阻尼隔聲套不可能做成一個整體。故將其分割成魚鱗片狀板塊。在筒體圓周方向分割為8段。在軸向分割為7段。共由56塊隔聲、吸聲、阻尼板塊組成。每塊重約70公斤。隔聲套總重約4噸。約占球磨機總重的3~5%。板塊之間用翻邊鐵件及螺栓聯(lián)接。
2.3 大螺栓隔聲小盒
球磨機內(nèi)襯錳鋼板用大螺栓固定于鋼結(jié)構(gòu)筒體上。大螺栓和螺帽明露于筒體外側(cè)。為便于更換和檢修錳鋼板襯瓦。大螺栓和螺帽部分不能安裝隔聲套。這樣。大螺栓和螺帽部分不僅是隔聲的薄弱環(huán)節(jié)。而且是筒體固體傳聲的“聲橋”。筒體噪聲將會由此傳出。為解決這個問題。專門設(shè)計安裝了一個隔聲小盒。小盒內(nèi)部裝填吸聲材料。外部加裝了一個帶吸鐵的隔聲小門。永久磁鐵使小門處于常閉狀態(tài)。一旦大螺栓斷裂。小門會隨之打開。這樣檢查和更換大螺栓就十分方便。
2.4 大牙輪處隔聲處理為減少大牙輪傳動部分向外輻射噪聲。在其側(cè)面加裝隔聲吸聲板。隔聲吸聲板厚100毫米。外徑約4000毫米。寬約300毫米。制成“П”型結(jié)構(gòu)。固定于大牙輪護板外側(cè)。
2.5 電機與減速箱隔聲消聲裝置有些要求高的車間?稍陔姍C排風口加裝消聲器。也可在電機和減速箱外側(cè)加裝可拆式隔聲罩。隔聲罩上再安裝進出風消聲器。以降低電機和減速箱溫升。
3、 治理效果測試評價
參照國家標準GB7441-87《電站汽輪發(fā)電機組噪聲測量方法》要求。在距球磨機外緣1.0米、離地高1.5米處。于左右前后布置若干測點。實測A聲級和倍頻程聲壓級。并按式(2)計算其平均聲壓級Lp,相關(guān)計算公式如下:
表2列出了采用上述降噪措施后,有關(guān)球磨機的噪聲治理效果。
一般球磨機噪聲往往比周圍背景噪聲值要高15分貝(A)以上,因此背景噪聲影響可不予考慮,環(huán)境氣象影響修正值一般在0.10分貝以下,也可不予考慮,而環(huán)境反射影響對測量結(jié)果影響較大,應(yīng)予以計算。 總之,采用隔聲套等綜合治理措施,可使大型球磨機噪聲降低15~20分貝(A),鑒于隔聲套緊箍于筒體外側(cè),與筒體一同旋轉(zhuǎn),占地小,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),安全檢查和設(shè)備維修都很方便,容易發(fā)現(xiàn)和排除事故隱患,也便于清除筒體下部的積物,有利于環(huán)境保護和勞動安全衛(wèi)生。已裝隔聲套的球磨機有的已平穩(wěn)運行三年多,降噪性能變化不大,電耗基本沒有增加,頗受用戶歡迎。
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